[发明专利]基于零件位姿关系判异的车身装配质量在线诊断方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种质量检测技术，特别涉及一种基于零件位姿关系判异的 车身装配质量在线诊断方法。

背景技术

近几年来，国内汽车制造企业的重组不断加剧汽车市场的竞争，开展轿 车车体制造尺寸偏差控制及诊断方法研究正在成为工业界和学术界的热点 问题之一，车身装配偏差源诊断技术一直也是汽车制造企业在尺寸精度提升 过程中的难题，在车身复杂的装配过程中零件制造偏差、夹具定位偏差、焊 接误差以及操作缺陷等多误差源都会对白车身的装配偏差造成影响，而白车 身的装配偏差对整车质量、车身外观质量、工程匹配以及市场占有率等均有 很大的影响。

传统的SPC质量控制方法没有针对偏差源进行检测，当超差发生后，不 能实现对偏差源的识别，因此，众多学者对基于数据驱动的方法进行了深入 的研究。Hu和Wu首先利用主成分分析法对在线测量数据进行分析，初步实 现了夹具偏差源的识别。在此基础上，Ceglarek等提出基于模式识别的系统 性诊断方法，将主成分与预先定义好的失效模式通过计算欧式距离进行匹配， 实现单工位夹具失效诊断。对于多夹具失效的情况，Liu和Hu等提出指定成 分分析法对夹具偏差进行诊断，通过预先定义一组相互正交的夹具变形模式， 初步解决了多夹具偏差混杂于同一主特征向量造成识别困难的问题。这些方 法都未能实现夹具失效的多工位诊断。在此基础上Ceglarek等提出的基于 知识的故障诊断方法，通过对测点偏差的相关性分析，初步实现多工位诊断， 但是由于零件上测点的数目对诊断的精度有影响，因此该方法的诊断效果并 不理想。

申请号为：200810042485，发明名称为基于偏差模式的柔性薄板产品夹 具偏差诊断系统，该申请将主向量与先前已定义或已解决的案例模式进行匹 配，实现偏差源的诊断。但是在多故障同时存在时，多偏差源的影响易混杂 在同一主向量中，从而无法获得与之匹配的失效模式，造成偏差源识别困难， 并且，偏差模式的识别很大程度上依赖已有偏差模式的定义与计算，对人员 的经验和装配工艺知识的要求较高，这也限制了其在装配车间的实际应用。

申请号为：CN201510801748.6，发明名称为一种用于车身尺寸偏差的测 量数据的辅助分析及检测方法，该申请将测点信息按零件分类并且通过不同 零件测点间的相关性来实现偏差诊断。但是在多工位，多故障同时存在时相 关性分析的准确度就会受到影响，同时基于统计的检测方法无法就单车情况 下及时给出诊断。

发明内容

针对汽车装配时多偏差源难诊断的问题，本发明提出了一种基于零件位 姿关系判异的车身装配质量在线诊断方法，解决多工位多偏差源的难题；结 合CAD定位信息和装配工艺信息，通过提取末端工位测量数据中波动测点， 实现缺陷零件的确定；并利用零件间相对位姿关系判异的方法，通过对缺陷 零件所涉及的工位自上而下的判别，实现故障工位的确定。在故障工位内通 过对缺陷零件的关键测点距离判异，实现零件本身缺陷的诊断；如果零件合 格且仅有一个故障工位则根据该故障零件的局部坐标系与其标准坐标系的 变化量可以得到其失效模式。如果有多个故障工位时，根据其相 对位姿的变化量可以得到其失效模式，实现对夹具的故 障诊断，并指导制定维护策略。

本发明的技术方案为：一种基于零件位姿判异的车身装配质量在线诊断 方法，具体包括如下步骤：

1)采用车身装配关系与工艺信息提取模块，提取装配过程中的测点和夹具 定位信息以及装配工艺信息，从设计图纸中提取零部件的设计尺寸、公差尺 寸信息，提取装配顺序、装配过程中测点和夹具定位点的坐标工艺信息，并 将信息录入工艺装配树中；

2)采用车身偏差数据预处理模块，根据步骤1)工艺装配树中的测点信息， 对装配后的末端工位白车身进行测量，将测量得到的数据按照工艺装配树的 顺序进行分类，并对数据进行处理，将超差严重或者数据缺失的测点坐标剔 除并重新测量，结果输出；

3)采用基于零件位姿判异的在线诊断模块，将步骤2)中预处理得到的实测 偏差数据与步骤1)工艺装配树中零件信息设计公差进行比较确定缺陷零件， 并从步骤1)工艺装配树中提取所有涉及工位，利用零件位姿判异的方法， 实现故障工位的诊断，在故障工位内通过对缺陷零件上关键测点间相对距离 的判异，实现工位内零件自身缺陷的诊断；同时根据工位内零件相对位姿的 变化量求解出失效模式，实现对夹具的故障诊断，并指导装配系统维护策略 的制定。

进一步，所述步骤3)的具体步骤如下：